美国研究者研发量子力学算法欲模拟驾驶情境攻克决策难题

2021-08-20 09:56

全球汽车快讯据外媒报道，我们能研发人机协作认知行为的建模吗？尽管这听起来有点像是科幻小说内的素材，但如今美国德州农工大学（Texas A＆M University）的研究人员正在研发各类算法，旨在诠释诸多驾驶情境，该类情境与人们日常生活中的车辆驾驶及操控逻辑关联紧密。

举个例子。当您看到路面上有石块之类的东西，您会继续开车还是会绕行规避？

这类“二选一”的抉择看似是很显而易见的结果，但实际则取决于诸多因素：该路面障碍物究竟是一块石头还是一个海龟？这个目标物有多大？想要转向时，邻近车道是否有其他车辆存在？尽管人类所做的决策取决于诸多变量因素，但在诸多其他可行的情景方案中，通常会产生“二选一”的决策环境。

美国德州农工大学J． Mike Walker ’66机械工程系与航空航天工程系的Mark Balas教授和Leland Jordan教授表示：“人类注重语境（情境），这是我们直觉力的重要组成部分。若您在高速公路上行驶，前方交通拥堵。若有个机器能管控您车辆的减速或加速，但该机器却无法完成任何智能任务。然而，人类驾驶员却能基于其所见及驾驶动机来做出一个截然不同的决策。”

研究人员表示，这类直觉力可能类似于原子领域和亚原子领域内各事件的发生方式，该过程在数学上被称为量子力学。不同于其他决策的数学抽象，需要考虑过往事件来决定未来结果的概率，量子力学的概率则基于多种可能性，其将千变万化与当前状态同时纳入到考量范围。

在行动执行时，在做了一个决策后，所有这类波动变化的概率将汇集到某个单值，即某个量子塌缩（quantum collapse）。量子力学被用于描述电子、光子及其他亚原子粒子。研究人员强调，量子力学可能也应用于人类决策中。

机械工程系的James Hubbard和Oscar Wyatt教授表示：“在任何时候，人类会同时体会到多种情绪。然而，当我询问他（她）们当下的感觉如何时，他们一般都会从多种可能性中选出一种，作为答案。或许，您可以将其视为量子坍缩至某种情绪状态。”

基于该理论基础，研究人员正在开展研究，确认其能否创造出一款供半自动驾驶车辆使用的算法，从而模拟那些训练有素的操作人员是如何与半自动驾驶车辆共同完成诸多驾驶决策的。

Balas教授表示：“我们想要利用基于量子概率的算法来解决大问题，比如：当其他车辆的驾驶员作出意想不到的举动时，我们需要作出何种决策。换言之，我们希望研发中的算法能够模拟那些拥有丰富驾驶经验的操作人员，能够应对那些突发的意外状况。为此，我们认为，该方法可能是推动未来人类与自动驾驶车辆人机决策的新方法。”

Hubbard教授和Balas教授是该项目的联合研究人员，他们主办了每周一次的量子认知科研研讨会，其团队Hopelessly Na?ve则会探讨其观点——量化研究及理解人机决策的过程。（本文为编译作品，所用英文原文和图片选自tamu）